“80后”水稻專家王克劍出生并成長在江蘇農(nóng)村,稻田是他兒時最深刻的記憶。學(xué)有所成后,他扎根稻田,面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)重大需求、聚焦科技前沿,圍繞基因組編輯和無融合生殖固定雜種優(yōu)勢開展攻關(guān),實現(xiàn)雜交水稻無融合生殖“從0到1”的突破。
2009年,王克劍在中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所完成了博士學(xué)業(yè)。在農(nóng)業(yè)科研前輩的言傳身教、悉心指導(dǎo)下,他開展了水稻前沿基礎(chǔ)理論的系統(tǒng)研究,同時關(guān)注著水稻生產(chǎn)現(xiàn)狀及科研進展。
“我們的研究要‘頂天立地’,既要探究處于國際前沿的頂尖技術(shù),也要立足國家和人民的需求,做出實實在在的成果。”王克劍說。
王克劍經(jīng)常下基層,不斷向一線育種家、農(nóng)技推廣人員、種糧大戶請教,努力尋找影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的實際問題。調(diào)研走訪中,他發(fā)現(xiàn)雜交水稻的培育雖然實現(xiàn)了水稻產(chǎn)量的大幅度提高,但雜交水稻種子后代會發(fā)生性狀分離,優(yōu)良性狀無法“遺傳”。這就造成科研人員必須年年為雜交作物制種,農(nóng)民也必須每年重新購買新的雜交種子,成本大大提高。此外,一旦遇到極端氣候、貿(mào)易爭端等不利因素,極易造成雜交種子價格飆漲甚至無法購買的局面,為糧食安全埋下嚴重隱患。因此,如何解決制種問題成了縈繞在王克劍心頭的一件大事。
其實,這一難題曾困擾了幾代的農(nóng)業(yè)科學(xué)家。20世紀30年代,國際上曾首次提出利用無融合生殖固定雜種優(yōu)勢,歐美等發(fā)達國家先后投入大量人力和財力,在這一戰(zhàn)略前沿領(lǐng)域展開激烈的競爭。我國從20世紀80年代也開始開展重點攻關(guān),但一直未能取得突破。在無前人成功經(jīng)驗可借鑒的情況下,王克劍決定迎難而上,把無融合生殖這一難題作為研究團隊的長期主攻方向,爭取啃下這塊“硬骨頭”。
“這像是摸著石頭過河,但只要突破,就能給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大的普惠價值。”確立研究目標(biāo)后,王克劍帶領(lǐng)團隊開始攻堅克難。盡管前期在基因組編輯領(lǐng)域的成果為整個團隊打下了堅實的基礎(chǔ),但各種挑戰(zhàn)還是接踵而來。經(jīng)常是實驗室里的測試數(shù)據(jù)看似完美,但一到田間實驗就出現(xiàn)各種問題,一切只好再推倒重來。每當(dāng)遇到難題,王克劍總說:“我們的研究是前沿科技的新探索,意味著更多的不確定性,也必然遇到更多的問題和困難,需要我們付出更多的時間和努力。”
作為團隊領(lǐng)頭羊,王克劍秉承著科研人一絲不茍的嚴謹作風(fēng),營造多學(xué)科融合取長補短的良好氛圍,制定完善科研創(chuàng)新機制,讓團隊成員都能充分迸發(fā)創(chuàng)新潛能。在他的帶領(lǐng)下,團隊創(chuàng)新成果層出不窮——建立了水稻多基因編輯系統(tǒng),創(chuàng)建了多個變體基因組編輯系統(tǒng),大幅度提高了水稻遺傳重組頻率。王克劍團隊成員劉慶告訴記者,在攻關(guān)的日子里,王克劍帶領(lǐng)大家“兩點一線”,在稻田和實驗室間兩頭交替進行試驗,累了就睡在研究所的宿舍里,全團隊都全身心地投入科學(xué)研究中。
在經(jīng)歷多次失敗、反復(fù)總結(jié)之后,2019年1月,王克劍團隊發(fā)表了利用基因編輯技術(shù)建立無融合生殖體系、成功獲得雜交水稻克隆種子的研究成果,實現(xiàn)了雜交稻無融合生殖“從0到1”的關(guān)鍵突破,成為這一前沿領(lǐng)域的“領(lǐng)跑者”。這一成果為提升我國農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新力和核心競爭力作出了重要貢獻,受到國際科學(xué)界和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。“雜交稻之父”、中國工程院院士袁隆平對這項成果給予了高度評價。
“一粒種子可以改變世界,一項技術(shù)能夠創(chuàng)造一個奇跡。”這是王克劍工作的科研樓里寫著的一句標(biāo)語,激勵著科研人員不斷探索知識的邊界。盡管已經(jīng)取得了具有顯著性意義的成果,王克劍還是謙虛地表示這只是階段性的進展,從有性生殖到無融合生殖還有很長的路要走,“未來希望把這項技術(shù)應(yīng)用于更多的作物生產(chǎn)中,讓雜種優(yōu)勢代代相傳”。